197443. lajstromszámú szabadalom • Tömegáram mérő készülék ömlesztett anyagok tömegáramának folyamatos mérésére
3 197443 4 Találmányunk tárgya tömegáramiásméró készülék, mely ömlesztett anyagok tömegáramának folyamatos mérésére szolgál, továbbá alkalmassá tehető a tömegáram mértékének szabályozására is. Mint ismeretes az áramló ömlesztett anyagok áramának, hozamának mérésére több olyan járulékos műszaki problémát vet fel, amely áramló folyadékok esetén nem lép fel, minthogy azok sűrűsége még a nem newtoni folyadékok, pl. paszták estén is közel állandónak tekinthető, így hozamuk térfogatáramként mérhető kielégítő pontossággal. Ömlesztett anyagok esetén a szemcsenagyság, szemcsealak, illetve ezek eloszlása időben változó. Ennek függvényében változik a térfogatsúly, s igy a térfogatáram (ill. térfogatsúly) mérése csak tájékoztató jellegű lehet, mert nincs egyértelmű matematikai kapcsolat az ömlesztett anyag sűrűsége, valamint az egy térfogategységben lévő anyagmennyiség (szemcsék) között. ömlesztett anyagok áramát ezért megbízható pontossággal tömegáramként szokásos mérni, mely feladatra többféle készülék ismeretes. Az ismert megoldások egy típusán a mérendő anyagot tartályokba töltik, majd meghatározott idő elmúltával, célszerűen feltöltéskor a tartályokat kiürítik. Az anyagáramlás folyamatossága érdekében több, egymással párhuzamosan kapcsolt tartályt alkalmaznak, amelyeket ciklikusan váltakozva töltenek meg ill. ürítenek ki. E megoldások lényegéből fakad, hogy nem a pillanatnyi tömegáram értékének - tehát az áramlás intenzitásának - mérésére alkalmasak, hanem egy bizonyos időtartam alatt - amely átalában nagyobb mind 30 s - összegyűlt anyag mennyiségét határozzák meg. Ezen megoldások hátránya továbbá, hogy tömegük és méretük nagy, sok mozgó alkatrészt tartalmaznak, a tartályok gyors és maradéktalan kiürítése nehézségeket okoz. Tapadásra hajlamos anyagok esetében nem, vagy csupán korlátozott mértékben alkalmazhatók. Ismeretesek továbbá szalagmérlegek, melyeknél az áramlási sebesség mérésére, valamint a szalag meghatározott hossszán elhelyezkedő anyag súlyának mérésére vezetik vissza a tömegáram mérését. A szalagos mérlegek pontosságát az áramló anyag belépésénél és főképpen az anyag kilépésénél jelentkező anyagsebesség ellenőrizhetetlensége és ebből adódóan a hosszegységre jutó tömeg meghatározásának bizonytalansága korlátozza. Léteznek olyan szalagmérlegek, amelyeknél a súlyeró érzékelők csak a szalag egy meghatározott szakasza alatt vannak elhelyezve. Ezen megoldások mérési pontatlanságát a szalagfeszités és szalagvastagság egyenetlensége növeli. A szerkezet nagyméretű, a mérőszakasznak kellően hosszúnak kell lennie, hogy a rajta lévő tömeg a szalagfeszitéshez képest jelentős erőt képviseljen. Ezen ismert megoldások kis intenzitású tömegáramok mérésére nagy mérési pontatanságuk miatt nem alkalmasak. Ismeretes továbbá olyan tömegáramlásmérő berendezés, amely a folyamatos tömegmérés és mozgatás feladatát forgócellás mérőadagolóval valósítja meg. Erre a megoldásra példa a 642 170 lajstromszámú CH szabadalmi leírás. Ezen ismert megoldásnak függőleges tengelyű cellás adagolója van, melyet folyamatosan szabályozható fordulatszámú motor hajt meg. A készüléknek szállítócsigás kihordó szerkezete, mérő-mozgató szerkezete, meghajtó berendezése és egy mérési-üzemű kiszolgáló áramköre van. A kiszolgáló áramkör egyrészt a cellás adagoló motorját, másrészt a csigás kihordó hajtómotorját látja el energiával. A mérőkészülék a cellás adagoló súlyának és sebességének mérését végzi, melyből a tömegáram ismert módon meghatározható. Ezen berendezés hátránya nagy táratömegéból származóan a kis mennyiségekre való érzéketlensége, a cellák közötti anyaglerakódás miatti járulékos pontatlansága, továbbá rendkívüli bonyolultsága. Találmányunk célja olyan egyszerű felépítésű tömegáramiásméró berendezés kialakítása, amelynek nagy átfogású mérési tartománya van, pontossága az ismert berendezéseknél nagyobb mértékű és azoknál nagyobb érzékenységgel rendelkezik, így kis térfogattömegű, könnyű anyagok pillanatnyi tömegáramának (q) mérésére is alkalmas. Találmányunk célja ezen nagy pontosságú mérőműszer kialakításán túlmenően az, hogy a berendezés az üzemi technológiákhoz jól illeszkedjen, egyszerű felépítésű, alacsony karbantartási költségű legyen. Találmányunk célja továbbá, hogy ezen tömegáramiásméró készülék a mért ömlesztett anyagok tömegáramának szabályozására is alkalmassá tehető legyen. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a fenti célkitűzéseket olyan szerkezettel lehet megvalósítani, amelyben a mérés folyamán a mért anyag ki- és belépő pillanatnyi tömegárama azonos, vagyis a készülékben a mórt anyag sehol nem gyülemlik fel, s így a valóságos pillanatnyi q tömegáram határozható meg. Amennyiben a mérőkészülék nem változtatja meg a mérendő ömlesztett anyag áramlási sebességét és annak sebességével azonos sebességű mozgást végez, a tömegárán mérése visszavezethető a mérőszerkezet sebességének, illetve a mérőszerkezeten egyidejűleg tartózkodó anyagmennyiség súlyának mérésére. Találmányunk tárgya e felismerés alapján forgótányéros tömegáramiásméró készülék, amelynek a mérendő anyagot hordozó forgó tányérfelülete, ehhez kapcsolódó súlyerő- és sebességérzékelője, valamint a mé-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
